黑洞周围耀斑如何形成?天文学家最新研究利用3D技术更清晰呈现

来源: 上游新闻
2024-06-12 05:46:15

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  中新网北京4月23日电 (记者 孙自法)施普林格·自然旗下专业学术期刊《自然-天文学》最新发表一篇论文称,研究人员利用类似医学计算机断层扫描(也称CT扫描)的3D技术,重建了银河系中心超大质量黑洞人马座A*(Sagittarius A*)附近的高能爆发事件图,从而更清晰地呈现了黑洞周围的耀斑是如何形成的。

  该论文介绍,超级计算机模拟显示,以吸积盘结构绕黑洞旋转的物质会在名 为耀斑的高能事件中周期性喷发,这类事件可在X射线、红外线和无线电波中观察到。不过,从观测数据中重建这些耀斑的3D结构一直存在挑战。

  在本项研究中,论文第一作者兼通讯作者、美国加州理工学院Aviad Levis和同事及合作者提出了一种新的成像技术,其与CT扫描中使用的技术类似,他们为其命名为“轨道偏振层析成像”。研究团队利用阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列(ALMA)在2017年4月11日的观测结果,研究了无线电波长的耀斑的3D外观。

  由于用这个数据集重建3D图像因为距离和亮度变化颗粒细节而存在困难,因而论文作者用一种基于神经网络的新计算机技术,这个神经网络受到黑洞的预测物理性质和电磁辐射过程的约束。他们最后得到的图像显示,耀斑可能源于吸积盘上的两个亮斑,吸积盘几乎是正对地球。

  论文作者总结认为,此次研究更清晰呈现的这些耀斑绕黑洞顺时针旋转,其旋转轨道半径为地日距离的一半(约7500万千米)。重建后的耀斑结构与之前的计算机模拟类似,验证了天文学家对黑洞周围极端环境的大致理解。(完)

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